景觀鋼壩閘在山區(qū)河道的運(yùn)用

張奉華

(重慶市水利電力建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，重慶 渝北 401121)

景觀鋼壩閘在山區(qū)河道的運(yùn)用

張奉華

(重慶市水利電力建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，重慶 渝北 401121)

鋼壩閘指的是一種新型景觀水閘，將其應(yīng)用于山區(qū)河道施工中，不僅自動(dòng)化水平比較高，而且還能夠改善周邊環(huán)境。對(duì)此，文章首先對(duì)鋼壩閘的工作原理進(jìn)行了介紹，然后結(jié)合實(shí)例對(duì)景觀鋼壩閘在山區(qū)河道中的應(yīng)用方式進(jìn)行探究。在景觀鋼壩閘實(shí)際施工過(guò)程中，需要結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行布設(shè)和施工，這樣才能夠提升施工效果。

鋼壩閘；山區(qū)河道；工作原理；應(yīng)用

0 引 言

在河道建設(shè)中，基于景觀建設(shè)以及環(huán)境整治需要，水閘逐漸得到推廣和應(yīng)用。鋼壩閘的啟閉速度比較快，操作便捷，而且美觀度比較高，將其應(yīng)用于河道建設(shè)中，有利于提升河道建設(shè)水平，因此，對(duì)河道鋼壩閘的應(yīng)用方式進(jìn)行詳細(xì)探究至關(guān)重要[1]。

1 鋼壩閘工作原理

鋼壩是一種新型可調(diào)控特殊結(jié)構(gòu)的水閘形式，鋼壩主要是由土建結(jié)構(gòu)、帶固定軸的鋼性壩體以及驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)備等構(gòu)件所組成的。門葉圍繞底軸心放置，閘門的開啟及關(guān)閉通過(guò)設(shè)置在兩端的驅(qū)動(dòng)裝置啟閉，從而控制上游的水面。這種建筑物適合于于城市景觀工程，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以立壩蓄水，臥壩行洪排澇，另外，通過(guò)利用壩頂過(guò)水，還可以營(yíng)造出人工瀑布景觀，鋼壩原理如圖1所示。

圖1 鋼壩原理圖

2 工程概況

本工程攔蓄壅水建筑物位于巴川河銅梁城區(qū)段防洪堤內(nèi)，根據(jù)《重慶市銅梁區(qū)城鄉(xiāng)總體規(guī)劃(2014年編制)》，堤防工程級(jí)別應(yīng)為2級(jí)。但根據(jù)現(xiàn)狀兩岸堤防實(shí)際高程，僅能滿足20a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)。本工程設(shè)計(jì)最大過(guò)閘流量220m3/s，其防護(hù)對(duì)象的重要性為中等城鎮(zhèn)，景觀閘壩為Ⅲ等工程。景觀鋼壩級(jí)別不低于3級(jí)，景觀鋼壩洪水標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)定為20a一遇設(shè)計(jì)，50a一遇校核，消能防沖設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為10a一遇。鋼壩閘的堰頂高程為257.00m，閘門的長(zhǎng)為21m，閘門高為3.5m，由進(jìn)口段、閘室段、出口段及管理操作房4部分組成。

3 景觀鋼壩閘在山區(qū)河道的運(yùn)用

3.1 鋼壩閘布置

鋼壩閘的堰頂高程為257.00m，閘門的長(zhǎng)為21m，閘門高為3.5m，由進(jìn)口段、閘室段、出口段及管理操作房3部分組成。

3.1.1 進(jìn)口段

景觀壩上游采用鋼筋混凝土鋪蓋，閘前鋪蓋長(zhǎng)為10m，共分2層，頂層為0.3m厚鋼筋混凝土鋪蓋，頂高程為257.00m；下層為0.6m厚黏土鋪蓋，在黏土中間布置復(fù)合土工膜；兩岸采用衡重式翼墻與景觀壩相接，接已成擋墻，翼墻結(jié)構(gòu)為C20埋石混凝土。鋪蓋上游接5m長(zhǎng)，0.5m厚M7.5漿砌塊石護(hù)底。

3.1.2 閘室段

閘室段長(zhǎng)10m，底板頂高程為256.25m，景觀壩底板以及閘框均為混凝土結(jié)構(gòu)，啟閉機(jī)室地面高程為256.25m，啟閉機(jī)型式為2×400KN，集成液壓?jiǎn)㈤]機(jī)，驅(qū)動(dòng)裝置型式GBQ-1。閘室段設(shè)有1孔3.5m×21m的鋼壩工作閘門，閘底板順?biāo)鏖L(zhǎng)10m，寬29m。底板為厚1.2m鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，啟閉機(jī)室邊墻為厚0.6m鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。兩岸景觀邊坡根據(jù)原貌進(jìn)行復(fù)建。啟閉機(jī)室頂部設(shè)置密封進(jìn)入孔，內(nèi)部設(shè)置抽水設(shè)施，另將通風(fēng)設(shè)鋼管向兩岸并布置到防洪標(biāo)準(zhǔn)高程以上[2]。

3.1.3 出口段

出口段設(shè)有消力池，池長(zhǎng)為10m，為平底鋼筋混凝土護(hù)坦，護(hù)坦厚0.5m，銜接消力池后的是海漫，海漫全長(zhǎng)5m，海漫采用M7.5漿砌塊石護(hù)底。

3.1.4 管理操作房

管理操作房布置在右岸側(cè)防洪堤后，主要用于安置箱式變壓器、配電柜，開關(guān)柜，柴油發(fā)電機(jī)(備用電源)等設(shè)備，以方便運(yùn)行調(diào)度。

3.2 施工方法

3.2.1 土方開挖

在進(jìn)行土方開挖施工過(guò)程中，采用挖掘機(jī)進(jìn)行開挖施工，對(duì)于渣土，采用汽車運(yùn)輸方式，開挖料用于道路路基回填或城市用地平場(chǎng)用料。

3.2.2 石方開挖

本工程位于主城核心區(qū)，不宜放炮施工，石方開挖采用機(jī)械鑿?fù)冢?.0反鏟挖機(jī)轉(zhuǎn)渣10t自卸汽車運(yùn)輸，開挖料用于道路路基回填或城市用地平場(chǎng)用料。

3.2.3 石渣料方回填

本工程石渣料回填包括景觀壩下游消力池兩側(cè)邊墻后方石渣料回填，回填均采用2.8KW蛙式打夯機(jī)夯實(shí)。

3.2.4 混凝土澆筑

混凝土采用商品混凝土、外購(gòu)獲得，由商品混凝土廠家用6m3以上罐車直接運(yùn)輸至施工工區(qū)混凝土澆筑現(xiàn)場(chǎng)，泵送入倉(cāng)，人工架立模板(組合鋼模)，人工平倉(cāng)，插入式振搗器搗實(shí)。

1)模板安裝：在進(jìn)行模板安裝前，首先需要進(jìn)行測(cè)量放樣、立模、支撐加固、同時(shí)，對(duì)于模板還需要進(jìn)行找平處理，并對(duì)其尺寸進(jìn)行校核，對(duì)于模板安裝縫隙位置，還需要進(jìn)行清潔處理。在模板安裝施工中，要求模板支撐具有較強(qiáng)的剛度和強(qiáng)度，這樣才能夠有效承受混凝土澆筑過(guò)程中所產(chǎn)生的側(cè)壓力和振動(dòng)力。在模板安裝施工中，必須保證安裝位置的準(zhǔn)確性，對(duì)模板進(jìn)行校核，避免模板產(chǎn)生位移問(wèn)題[3]。

2)模板拆除：在進(jìn)行模板拆除過(guò)程中，需要加強(qiáng)混凝土保護(hù)，避免在模板拆除過(guò)程中對(duì)混凝表面或者混凝土結(jié)構(gòu)棱角造成損害。模板拆除后，還需要及時(shí)對(duì)模板進(jìn)行清理和修正，并根據(jù)模板尺寸類型堆放整齊。

3)混凝土振搗：混凝土澆筑施工完成后，采用采用電動(dòng)插入式振搗器振實(shí)。在振搗前，需要對(duì)所有施工人員做好技術(shù)交底；加強(qiáng)邊角部位的人工振搗和機(jī)械振搗；混凝土入倉(cāng)后對(duì)其進(jìn)行整平處理，然后再進(jìn)行振搗處理。

4)混凝土養(yǎng)護(hù)：混凝土澆筑后根據(jù)氣候情況及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥14d。同時(shí)應(yīng)保護(hù)其不受日曬、風(fēng)吹、冰凍、雨水、流水、溫度變化、污染或機(jī)械損傷的影響。

3.2.5 止水帶施工

在進(jìn)行止水帶施工過(guò)程中，由于混凝土中含有鋼筋材料，因此，在對(duì)止水帶進(jìn)行定位時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格控制混凝土澆搗的沖擊力，避免沖擊力過(guò)大，對(duì)止水帶造成損害。在止水帶施工中，如果出現(xiàn)破裂損害問(wèn)題，則應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，避免止水帶抵抗外力的能力降低。在對(duì)止水帶進(jìn)行固定時(shí)，需要注意在允許位置進(jìn)行打孔，避免對(duì)止水帶本體造成破壞。

3.2.6 鋼筋制安

鋼筋制安應(yīng)保持表面應(yīng)潔凈，采用鋼筋調(diào)直機(jī)上調(diào)直，鋼筋調(diào)直后應(yīng)平直、無(wú)局部彎折和表面裂紋；施工中鋼筋布設(shè)位置準(zhǔn)確，必要時(shí)設(shè)短鋼筋支撐；鋼筋接頭布置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》等技術(shù)規(guī)范有關(guān)規(guī)定。

3.3 施工導(dǎo)流

3.3.1 導(dǎo)流方式

在該工程導(dǎo)流施工中，采用圍堰一次性擋水+涵管泄流施工技術(shù)。工程其余段無(wú)徑流，無(wú)需導(dǎo)流。

本工程上游圍堰布置在景觀壩上游10.0m處，下游圍堰布置在消力池出口下游10.0m處，在上下游圍堰段內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)流涵管埋設(shè)施工。圍堰最大高度應(yīng)該控制在3.5m左右，另外，堰頂寬度應(yīng)該控制在2.0m左右，迎、背水面坡比均為1∶2.0，迎水面采用土工膜防滲，圍堰采用編織袋裝渣料堆砌，渣料利用工程開挖料。堰腳設(shè)置排水溝及積水坑，選擇較大流量的水泵對(duì)圍堰滲水進(jìn)行集中抽排。圍堰拆除后實(shí)施河床鋼壩上、下漿砌石護(hù)底導(dǎo)流涵管為波紋管，直徑0.8m，長(zhǎng)65m。

3.3.2 施工度汛

根據(jù)施工進(jìn)度安排，主體工程施工期為12月-次年3月，汛期來(lái)臨前主體工程已完工，無(wú)需度汛。

3.3.3 基坑排水

在該工程施工過(guò)程中，如果受到施工廢水、降雨等因素的影響，會(huì)對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量造成不良影響。對(duì)此，在基坑施工中，需要在基坑內(nèi)部設(shè)置排水溝和集水井，及時(shí)排除積水。

3.3.4 導(dǎo)流工程施工

導(dǎo)流涵管可以采用通過(guò)自卸汽車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，起重機(jī)吊運(yùn)人工輔助安裝。對(duì)于土工膜，可以通過(guò)載重汽車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，人工黏接拼寬、鋪設(shè)、黏貼壓縫。圍堰拆除采用人工拆除，圍堰拆除渣料全部用于道路路基填筑。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，鋼壩閘是一種新型擋水結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的橡膠壩相比，其不易發(fā)生老化，并且具備蓄水和排澇的功能。文章主要對(duì)景觀鋼壩閘在山區(qū)河道中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)探究，在景觀鋼壩閘實(shí)際施工過(guò)程中，需要結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行布設(shè)和施工，這樣才能夠提升施工效果。

[1]蔡新明，韓曄.城市景觀水閘的選型探討[J].浙江水利科技，2014，42(04)：63-65.

[2]許新勇，康迎賓，羅全勝.洹河景觀水閘工程抗震安全評(píng)價(jià)研究[J].人民黃河，2012，34(08)：147-148.

[3]田信德.市民廣場(chǎng)景觀湖泄水閘工程閘門和啟閉機(jī)的布置與設(shè)計(jì)[J].江西水利科技，2011，37(01)：50-52.

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TV85

B

2017-09-18

張奉華(1984-)，男，重慶武隆人，工程師，從事水工設(shè)計(jì)工作。